ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обработка цветных металлов давлением из "Общая металлургия и технология обработки цветных металлов " Обработка давлением основана на пластичности металлов, на их способности изменять форму — пластически деформироваться без разрушения под действием приложенных сил давления или удара и сохранять видоизмененную форму после устранения приложенных нагрузок (сил). Чем выше пластичность металла, тем лучше он обрабатывается давлением, и наоборот, хрупкие сплавы не подвергаются обработке давлением. [c.181] Наиболее пластичный металл — свинец — легко деформируется под давлением даже при комнатной температуре. Медь, алюминий и олово, хотя и хуже, чем свинец, но также могут обрабатываться давлением без нагрева. Пластичность вольфрама, магния, стали и некоторых других металлов и сплавов в холодном состоянии недостаточна, однако при нагреве до определенных температур их пластичность повышается и способность к деформированию резко возрастает. Некоторые металлы и сплавы, например марганец, чугун, остаются непластичными при нагреве вплоть до расплавления, поэтому они не подвергаются обработке давлением. [c.181] Детали, полученные обработкой давлением, имеют высокие механические свойства. В процессе горячей обработки давлением измельчается зерно металла, завариваются многие дефекты (отдельные несплошности и трещины, которые остаются в литых заготовках). [c.182] В настоящее время основные виды обработки металлов давлением следующие прокатка, прессование, волочение, ковка, объемная и листовая штамповка (рис. 52). [c.182] При силовом воздействии на холодный металл изменяется не только его форма, но и внутреннее строение. При пластической деформации зерна металлов и сплавов дробятся и ориентируются вдоль направления своего течения. При сжатии каждое зерно сплющивается, а при растяжении соответственно вытягивается. [c.182] На рис. 53 приведена схема изменения формы зерен при деформировании металла сжатием. В данном случае степень деформации (отношение высот металла до и после деформации) была равной 50%. В результате такой деформации зерна удлинились почти в два раза. При большей степени деформации зерна удлиняются настолько, что напоминают волокна, поэтому такую структуру деформированного металла называют волокнистой. [c.182] Сущность процесса рекристаллизации заключается в том, что в предварительно деформированном металле под влиянием достаточно высокой температуры подвижность атомов увеличивается, в результате чего происходят перемещения, которые сопровождаются восстановлением кристаллической решетки, искаженной под действием приложенных сил. Деформированный металл под влиянием температурного воздействия перекристалли-зовывается, восстанавливая присущую ему устойчивую структуру и устраняя эффект наклепа. При этом необходимо иметь в виду, что рекристаллизация, как установлено, проходит только при температурах выше 0,4 от абсолютной температуры плавления металла. Абсолютная температура — температура, выраженная в градусах Кельвина, °К. [c.183] Если в результате процесса рекристаллизации перестройка кристаллической решетки успевает произойти в самом процессе тепловой обработки металла или завершается вскоре после ее окончания, то такая обработка называется горячей обработкой давлением. Горячая обработка металлов и сплавов ведется обычно при температурах, равных 0,6—0,8 от абсолютной температуры плавления. При такой температуре процессы рекристаллизации протекают очень быстро. Таким образом, обработка металлов давлением при температурах ниже температуры рекристаллизации называется холодной обработкой. В результате обработки после деформирования сохраняется искаженная кристаллическая решетка, т. е. имеет место наклеп металла. Поэтому следует иметь в виду, что, например для вольфрама, плавящегося при температуре 3410° С, обработка давлением даже при температуре 1000° С будет холодной , так как при этом его рекристаллизация еще не происходит и сохраняется наклеп, а деформация свинца при комнатной температуре является горячей , так как свинец плавится при абсолютной температуре 600° К- Так как 0,4 от абсолютной температуры плавления свинца будет составлять температура 240° К, при комнатной температуре 20° С (293° К) процессы рекристаллизации пройдут полностью. Следовательно, по шкале абсолютных температур указанная обработка будет горячей, так как происходит выше 0,4 от абсолютной температуры плавления свинца. [c.184] Для изделий крупных сечений (турбинные диски, валы, прокат, прессованные профили различного сечения и т. д.) в машиностроении применяют в основном горячую обработку давлением прокатку, ковку, прессование. [c.184] Для тонколистовых материалов, которые быстро остывают в штампах, или для мелких деталей из высокопластичных металлов обычно используют холодную обработку давлением прокатку, гибку, вытяжку, волочение. [c.184] В зависимости от вида прокат делится на сортовой, листовой, трубный и специальный (рис. 54). [c.185] В настоящее время широко внедряются новые прогрессивные методы прокатки, которые резко повышают производительность труда, значительно экономят металлы и сплавы за счет уменьшения или устранения отходов. Например, при производстве сверл один прокатный стан заменяет двенадцать станков-автоматов, а число рабочих сокращается при этом в три раза. [c.185] При ковке заготовок на ковочных молотах большие усилия вследствие кратковременности действия на поверхности заготовки не успевают равномерно распределиться по всему сечению поковки, так как скорость падения бойков молота достигает около 5 м сек, а скорость течения горячего металла в несколько раз меньше. Поэтому зерна внутрених слоев металла крупных поковок часто бывают незначительно деформированными, тогда как зерна поверхностных слоев сильно измельчены. Разнородность структуры не наблюдается при обработке металлов на прессах. Скорость давящего пуансона в прессах равна 0,1 м1сек. При малой скорости деформирования усилия распределяются более равномерно по всей заготовке и измельчают ее структуру по всему сечению. Производительность прессов выше, чем ковочных молотов. При.ковке вследствие большого расхождения в скоростях движения ударяющих по металлу подвижных частей молота и течения самого металла много энергии передается наковальне и фундаменту и тратится на сотрясение молота и прилегающих к нему частей здания. При прессовании нет разрушительных ударов и доля полезного расхода энергии, идущей на деформирование металла, значительно выше. Поэтому для обработки крупных поковок применяют мощные гидравлические и парогидравлические прессы. Для изготовления мелких изделий используют прессы и штампы с механическими приводами. [c.186] В настоящее время большое применение получили более экономичные волочильные доски с вставными фильерами. Фильеры из твердых сплавов используют при волочении проволоки диаметром до 0,5 мм, а проволоку меньшего диаметра волочат через алмазные фильеры. Трение при волочении уменьшают с помощью различных смазок. [c.188] Тонкостенные изделия в серийном и массовом производстве наиболее выгодно получать холодной штамповкой. К этому виду обработки относится выгибание под штампом необходимого профиля, вытяжка металла и просекание нужного контура (см. рис. 52). Холодная штамповка исключительно широко применяется в производстве корпусных, крепежных и листовых деталей автомобилей, самолетов, ракет, двигателей и т. д. [c.188] Технологических приемов холодной обработки металлов давлением разработано довольно много. Однако при этом стремятся получить высокую точность размеров и большую чистоту поверхности. Поэтому особое значение приобретают методы точной штамповки, позволяющие учитывать и сводить к минимуму упругую деформацию (пружинение), разнотолщинность стенок и т. д. [c.188] Для доводки толщины изделий до необходимого размера или для получения на поверхности рельефного рисунка, надписей и т. д. производят чеканку, т. е. обработку деталей в закрытых штампах под большим давлением в холодном состоянии. Металл при этом затекает во все углубления чеканочного штампа, копируя точно их форму и размеры. Чеканкой готовят монеты, медали, жетоны, доводят до точного размера фасонные штамповки и т. д. [c.188] В последнее время чеканку начали применять также и для повышения качества поверхности, ибо твердость поверхностных сжатых слоев деталей при этом значительно возрастает, а вместе с ней повышается сопротивление усталости и износу деталей машин и механизмов. [c.188] Вернуться к основной статье